納米科技：中國科研成功的縮影

陳靜

8月29日，在北京舉辦的2017年中國國際納米科學技術(shù)會議上，施普林格—自然集團（Springer Nature）、中國國家納米科學中心和中國科學院文獻情報中心聯(lián)合發(fā)布了《國之大器 始于毫末—中國納米科學與技術(shù)發(fā)展狀況概覽》中英文白皮書。白皮書回顧了中國納米科研如何飛速發(fā)展成為當今的全球領(lǐng)導者，揭示了中國的優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)，并為如何進一步繁榮發(fā)展提出了建議。

白皮書認為，中國投入進行納米科研有數(shù)十年時間，已成為當今世界納米科學與技術(shù)進步的重要貢獻者，部分基礎研究居國際領(lǐng)先水平，中國納米科技應用研究與成果轉(zhuǎn)化也已初具規(guī)模。這些都與中國在納米科技領(lǐng)域的持續(xù)投入密切相關(guān)。中國納米科技研究正在向原創(chuàng)性突破轉(zhuǎn)變，并更加關(guān)注納米科技的產(chǎn)業(yè)化應用。

白皮書分別從原創(chuàng)論文數(shù)量、Nano數(shù)據(jù)庫和專利產(chǎn)出這三個方面，將中國與世界其他主要納米科研強國進行了對比，揭示了中國納米科研的優(yōu)勢與發(fā)展特點。白皮書還通過業(yè)內(nèi)專家訪談，探討了中國納米科學的發(fā)展前景和未來面臨的挑戰(zhàn)。

中國納米科技論文：數(shù)量和質(zhì)量均有大幅提升

1997年，全球共發(fā)表了約1.3萬篇與納米科學相關(guān)的論文。到2016年，已增至15.4萬篇，復合年均增長率達14%，是各領(lǐng)域3.7%的平均復合年增長率的將近四倍。中國納米科技論文產(chǎn)出則由1997年的820篇增至2016年的5.2萬余篇，復合年均增長率高達24%。

而且，中國對全球納米科研的貢獻一直呈穩(wěn)步增長的態(tài)勢。1997年，與納米相關(guān)的SCI論文中只有6%涉及中國作者，到2010年，中國已與美國旗鼓相當。目前，中國貢獻了全球超過三分之一的納米科研論文，幾乎是美國的兩倍。

此外，中國納米領(lǐng)域的高被引論文持續(xù)增加，復合年均增長率達22%，是全球的三倍多。中國在2014年就已超過美國，其貢獻率是除美國以外其他國家的數(shù)倍之多，顯示了中國納米論文在數(shù)量增加的同時，質(zhì)量也有明顯提升。

中國納米科研的迅速崛起，得益于政府有力的資金支持。早在1990年，國家科學技術(shù)委員會（中國科學技術(shù)部的前身），就已將納米材料科學列入國家“攀登”項目，并予以源源不斷的資金支持。同期，國家自然科學基金委員會也資助了近千項小型的納米科研項目。在2006年初中國國務院發(fā)布的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》中，納米科學被列為四項重點發(fā)展的基礎研究領(lǐng)域之一，獲得的資助也最多。此外，日益興起的“海歸潮”對中國納米科學的發(fā)展也起到不小的推動作用。

白皮書指出，在中國崛起為納米科研強國的過程中，中國科學院等機構(gòu)發(fā)揮了重要的推動作用。目前，中國科學院已是全球納米領(lǐng)域最主要的高影響力論文產(chǎn)出機構(gòu)，在前1%高被引納米科研論文的產(chǎn)量上，已是位居其后的競爭者的兩倍以上。另有五家中國機構(gòu)也位居高被引納米科研論文全球前20強，這五家中國機構(gòu)是清華大學、復旦大學、浙江大學、中國科學技術(shù)大學和北京大學。

Nano數(shù)據(jù)庫彰顯中國納米研究的優(yōu)勢與側(cè)重

Nano數(shù)據(jù)庫（http：//nano.nature.com）是施普林格—自然旗下的自然科研最新推出的平臺，其中收錄了包括《先進材料》《納米通訊》《自然》《科學》等在內(nèi)的167本同行評議期刊所發(fā)表的納米科技論文。對該數(shù)據(jù)庫中30本最頂級的期刊2014—2016年的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，中國科學家的納米研究涉及多種納米材料，其中最常見的是納米結(jié)構(gòu)材料、納米顆粒、納米片、納米器件和多孔納米材料。

在應用研究領(lǐng)域，中國的催化研究有顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢，這也是中國高質(zhì)量納米科研論文的最熱門領(lǐng)域。此外，中國納米科學家還比較關(guān)注納米醫(yī)學，以及與能源相關(guān)的應用。與其他納米科研強國相比，中國在納米材料的電子學應用方面還處于相對弱勢。但機器人和激光已成為中國新興的納米研究領(lǐng)域，涉及光子和數(shù)據(jù)存儲等應用的納米科研論文也有顯著增長。中國有超過80%的論文明確提及論文所描述的納米結(jié)構(gòu)或材料的應用，其比例顯著高于美國、德國、英國、日本和法國等多個科研強國。

Nano數(shù)據(jù)庫還顯示出中國在納米領(lǐng)域的國際合作程度。中國涉及國際合作的納米論文比例從2014年的36%增至2016年的44%，與韓國相近，但明顯低于西方國家，并且合作的增長速度也不如美國、法國、德國等國。美國是中國納米科研領(lǐng)域最大的國際合作國—在Nano數(shù)據(jù)庫收錄30本頂級期刊中，中國發(fā)表的納米方面的國際合作論文有55%是與美國合作的。排在美國之后的依次為德國、澳大利亞和日本。

中國納米專利：數(shù)量全球第一，但多為本國專利

科睿唯安的德溫特專利數(shù)據(jù)庫（Derwent Innovation Index）顯示，過去二十年，中國納米專利的申請量累計達209344件，占全球總量的45%，是美國同期累計申請總量的兩倍以上，美國居全球第二位。自2008年起，中國即已超過美國，成為世界第一大專利申請國。

中國有五家機構(gòu)，即中國科學院、浙江大學、清華大學、鴻海精密工業(yè)股份有限公司和天津大學，位列全球納米專利的十大機構(gòu)申請者。其中，中國科學院自2008年即位居全球首位，過去二十年總共申請了11218件納米專利。有意思的是，位居前十的其他機構(gòu)申請者都是商業(yè)公司。而在中國，在專利申請中居主導地位的往往是科研和學術(shù)機構(gòu)。

不過，中國在國外申請的納米專利數(shù)量仍較少，僅占過去20年累積專利申請總量的2.61%，而在美國，這一比例高達近50%。一些歐洲國家，如英國和法國，有超過70%的納米專利都是非本國專利。

同時，中國納米專利申請所涉領(lǐng)域非常廣泛，其中最多的是高分子合成和超分子化合物的專利。相比較而言，美國、日本、韓國主要申請的是半導體器件和電子產(chǎn)品的專利，其中美國半導體器件的專利申請總量位居全球第一。

前景、機遇與挑戰(zhàn)

白皮書指出，科研產(chǎn)出和專利申請數(shù)量上的迅速增長，都描繪出中國納米科學美好的發(fā)展前景。不論是傳統(tǒng)的強項學科，還是新興領(lǐng)域，中國納米科學都表現(xiàn)出巨大的潛力。

不少受訪專家認為，催化技術(shù)和納米催化材料將是中國最有發(fā)展前景的納米科學領(lǐng)域。此外，納米技術(shù)在能源產(chǎn)業(yè)有著廣闊的應用前景，納米醫(yī)藥也是一個充滿潛力的新領(lǐng)域。

同時，一些受訪者也表示，中國納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)影響力仍舊有限。納米科學和納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化之間仍存在差距。因此，多數(shù)采訪者認為，政府需要在應用研究上有更多投入，以促進納米科研成果的轉(zhuǎn)化，同時應鼓勵企業(yè)更多地投入研發(fā)。

隨著越來越多的科研人員專注于納米科研，經(jīng)費申請的競爭正變得日益激烈，但大部分受訪青年科學家并不十分擔心經(jīng)費的競爭，而是更強調(diào)了軟環(huán)境的重要性。他們希望能有渠道來表達自己的建議或創(chuàng)新的想法。此外，也有受訪者認為目前的評估體系偏重于過往成就或海外經(jīng)驗，因此希望人才選拔機制能加以改進，以推動該學科的可持續(xù)發(fā)展。endprint